全鈣鈦太陽能電池模組的商業化,受限於對傳統金基隧道複合接面(TRJ)的依賴。特別是,此TRJ引入了顯著的近紅外線寄生吸收,並存在介面不穩定性,限制了光電流產生和操作耐久性。

在此,我們開發了一種基於表面工程化氧化銦(In₂O₃)奈米晶體的溶液處理互連層,其具有高光學透明度。透過控制奈米晶體的形貌和配體化學,實現了平滑的介面接觸和有利的能階對齊。

關鍵在於,我們將膦酸添加劑引入鉛–錫(Pb–Sn)鈣鈦前驅物中,這協同改善了與In₂O₃複合層的電子接觸,從而增強了空穴提取。此外,該添加劑調控了鈣鈦結晶過程,以減輕薄膜形成期間的殘餘應力,確保了高質量的、大面積的沉積。

這種協調的介面和結晶工程策略,同時增強了全鈣鈦串聯器件中互連層的載流子複合效率、改善了載流子提取,並促進了大面積薄膜的均勻性。

結果,一個65平方公分的、全鈣鈦串聯太陽能模組達到了經認證的26.2%功率轉換效率。根據日本電氣安全與環境技術實驗室(JET)的測量,其開路電壓為2.182 V,填充因子為77.4%,短路電流密度為15.6 mA cm⁻²(針對平均子電池性能)。這標誌著在可擴展鈣鈦串聯光伏技術方面取得了重大進展。